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DE60210608T2 - IMPROVED METHOD AND DEVICE FOR VITIFYING LIQUIDS - Google Patents

IMPROVED METHOD AND DEVICE FOR VITIFYING LIQUIDS Download PDF

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DE60210608T2
DE60210608T2 DE60210608T DE60210608T DE60210608T2 DE 60210608 T2 DE60210608 T2 DE 60210608T2 DE 60210608 T DE60210608 T DE 60210608T DE 60210608 T DE60210608 T DE 60210608T DE 60210608 T2 DE60210608 T2 DE 60210608T2
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DE
Germany
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liquid
column
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feedstock
gas
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Claude Dyson
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Dyhaw Ltd
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Dyhaw Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/234Surface aerating

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

A method and apparatus for gasifying a liquid wherein a liquid feedstock ( 2 ) to be gasified is passed down a surface ( 8 ) in the presence of a gas and into standing liquid ( 6 ), the surface having at least one change in gradient ( 8 a, 8 b) to provide a surface for the development of turbulence which is essential in drawing gas into the liquid.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit, z.B. zum Belüften ruhender Gewässer in einem Dock oder dergleichen.The The present invention relates to an improved method and a Device for gassing a liquid, e.g. for ventilation dormant waters in a dock or the like.

Zum Vereinen einer Flüssigkeit und eines Gases gibt es bekannte Vorrichtungen. Beispielsweise beschreibt die GB-P-1484657 eine Vorrichtung mit einer Umlaufpumpe zum Abziehen von Flüssigkeit aus einem Behälter und eine Einspritzpumpe mit einer Düse, durch die hindurch die Flüssigkeit geleitet wird, und einen Gaseintritt. Das über den Eintritt eingeführte Gas wird auf dem Strömungsweg der Flüssigkeit geführt, wenn es die Düse der Einspritzpumpe verlässt. Die Flüssigkeit, die das mitgeführte Gas aufweist, wird sodann erneut in den Behälter unmittelbar an seinem Boden eingeführt, wobei die Gasblasen in dem Behälter nach oben strömen. Allerdings hat das in den Boden eines die Flüssigkeit enthaltenden Behälters eingeführte Gas nur eine kurze Kontaktdauer, da die Blasen aufgrund des Auftriebs rasch zur Oberfläche aufsteigen.To the Associating a liquid and a gas there are known devices. For example, describes GB-P-1484657 discloses a device with a circulation pump for stripping from liquid a container and an injection pump having a nozzle through which the liquid is passed, and a gas inlet. The gas introduced via the entrance gets on the flow path the liquid guided, if it is the nozzle the injection pump leaves. The liquid, which the carried Gas is then again in the container immediately at his Ground introduced, the gas bubbles in the container flow upwards. However, this has gas introduced into the bottom of a container containing the liquid only a short contact duration, since the bubbles due to buoyancy quickly to the surface rising up.

Fallstrom-Extraktionskolonnen im Gleichstrom, die so ausgelegt sind, dass die Kontaktdauer verlängert wird, verwenden in der Regel Vorrichtungen vom Sprenkler-Typ oder Venturi-Kontraktionen in der Nähe der freien Oberfläche. Die GB-P-2079167 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit, worin die Gasblasen auf natürlichem Wege erzeugt werden und die resultierende zweiphasige Mischung in einer geeignet proportionierten Säule nach unten geht. In Gegenwart des Gases wird ein Flüssigkeitsstrahl an einer Oberfläche nach unten mit ausreichender Länge in Strömungsrichtung geleitet, um zu bewirken, dass die strömende Flüssigkeit einen Gleichgewichtszustand erreicht, in dem es keine weitere Änderung ihrer Geschwindigkeit oder in ihrer Dicke, gemessen senkrecht zu der Oberfläche, gibt; wobei die feste Grenzfläche so beschaffen ist, dass Turbulenz in der strömenden Flüssigkeit mindestens dann eingeleitet wird, wenn diese den Gleichgewichtszustand erreicht. Die in einem Durchgang an der Oberfläche nach unten begaste Flüssigkeit kann mit einem zweiten oder nachfolgenden Durchlauf weiter begast werden, wobei die Häufigkeit der Rückführung von dem Umfang der zu bewirkenden Begasung abhängt; wobei die maximale Zeitdauer diejenige ist, nach der die Flüssigkeit nicht mehr zur Aufnahme von weiterem Gas in der Lage ist. Das vorgenannte Verfahren und die Vorrichtung dazu eignen sich besonders zur Belüftung von Klärschlamm.Downdraft extraction columns in direct current, designed to increase contact time, typically use Sprenkler type devices or venturi contractions near the free surface. GB-P-2079167 describes a method and apparatus for gassing a liquid, wherein the gas bubbles on natural Paths are generated and the resulting biphasic mixture in a suitably proportioned column goes down. In the presence of the Gas becomes a liquid jet on a surface down with sufficient length in the flow direction directed to cause the flowing liquid to reach an equilibrium state, in which there is no further change their velocity or in their thickness, measured perpendicular to the surface, gives; where the solid interface is such that turbulence in the flowing liquid is at least then introduced when it reaches equilibrium. The one-pass on the surface down fumigated liquid can be fumigated with a second or subsequent run be, the frequency the repatriation of the extent of the fumigation to be effected; being the maximum amount of time the one is after which the liquid is no longer able to absorb more gas. The aforementioned Method and apparatus are particularly suitable for the ventilation of Sewage sludge.

Ein Wasserstrahl, der sich frei durch ein Gas, wie beispielsweise Luft, bewegt, wird eine Störungszone erzeugen, wenn er in ein Volumen stehenden Wassers eingeführt wird. Einige Strahlen führen erhebliche Volumina an Luft in diese Region ein, während dieses bei anderen unterbleibt. Es ist festgestellt worden, dass lediglich ein Strahl, dessen Oberfläche rauh ist, eine Luftmenge nach unten in das Wasser mitnehmen kann. Die Strömungsbedingung eines solchen Strahls wird technisch beschrieben als "turbulent".One Water jet, which is free from a gas, such as air, moves, becomes a fault zone when introduced into a volume of standing water. Some rays lead considerable volumes of air into this region during this omitted in others. It has been found that only a jet whose surface is rough is able to take an amount of air down into the water. The flow condition Such a jet is technically described as "turbulent".

Turbulenz läßt sich mit regellosen Querschwingungen definieren, die einer allgemeinen Bewegung eines Fluids aufgeprägt sind, die in der Regel dort ausgelöst werden, wo das Fluid sich auf eine feste Oberfläche zubewegt. Die Entwicklung ist progressiv. Das beeinflusste Flüssigkeitsvolumen nimmt in der Dicke senkrecht zu der festen Grenzfläche oder Oberfläche und mit dem Abstand zu und erreicht schließlich eine freie Oberfläche der Flüssigkeit. Die freie Oberfläche jenseits dieser Stelle ist rauh und Gas, das sich im Kontakt damit befindet, wird mit der Flüssigkeit mitbewegt, wobei die Menge mit der Länge der rauhen Oberfläche zunimmt.turbulence let yourself with random transverse vibrations that define a general Impacted movement of a fluid which are usually triggered where the fluid is on a solid surface moved. The development is progressive. The influenced volume of fluid increases in thickness perpendicular to the solid interface or surface and with the distance to and finally reaches a free surface of the Liquid. The free surface beyond this point is rough and gas that is in contact with it is located, with the liquid moved, the amount increases with the length of the rough surface.

In der GB-P-2079167 befindet sich der eingeführte Flüssigkeitsstrahl im Kontakt mit einer insgesamt vertikalen Wand. Für den größten Teil dieser vertikalen Distanz entwickeln sich daher turbulente Bedingungen und es kommt keine Gasbewegung zustande, da der Strahl glatt ist. Die für diese Operation erforderliche Energie wird als der Verlust an potentieller Energie der Flüssigkeit angegeben, dargestellt durch die Höhendifferenz von dem Zuführbehälter bis zur Oberfläche der Flüssigkeit in der Leitung. Damit wird ein wesentlicher Teil der potentiellen Energie verbraucht, ohne dass eine Gasmitführung beeinflusst wird, und ist für das System verloren.In GB-P-2079167 is the introduced liquid jet in contact with a total vertical wall. For the most part of this vertical Distance therefore develop turbulent conditions and it comes no gas movement, as the jet is smooth. The for this Operation required energy is considered the loss of potential Energy of the liquid indicated by the height difference from the feed tank to the surface the liquid in the pipe. This becomes an essential part of the potential Energy consumed without affecting gas entrainment, and is for lost the system.

Angestrebt wird ein hoher Anteil der Gasmitführung durch die Flüssigkeit, indem so viel potentielle Energie des Flüssigkeitsstrahls wie möglich verwendet wird.The aim a high proportion of gas entrainment by the liquid, by using as much potential energy of the fluid jet as possible becomes.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zum Begasen einer Flüssigkeit, das energiesparender als bisher beschriebene Verfahren ist.A Object of the present invention is to provide an improved method for gassing a liquid, which is more energy efficient than previously described method.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer verbesserten Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit, die einen höheren Wirkungsgrad als bisher beschriebene Vorrichtungen hat.A Another object of the present invention is the provision an improved device for gassing a liquid, the one higher Has efficiency as previously described devices.

Dementsprechend gewährt ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Begasen einer Flüssigkeit, wobei das Verfahren das Abwärtsführen eines zu begasenden flüssigen Einsatzmaterials an eine Oberfläche in Gegenwart eines Gases und in eine stehende Flüssigkeit hinein umfasst, wobei die eine Seite der strömenden Flüssigkeit begrenzt wird von einer festen Oberfläche, die durch eine Seite einer Säule gebildet wird, die in die stehende Flüssigkeit hineinragt, und wobei die andere Seite der Flüssigkeit begrenzt ist durch eine Grenzfläche mit einem Gas, das den Rest der Säule einnimmt, so dass das Gas in die stehende Flüssigkeit gesaugt wird, und wobei die Bewegung des Einsatzmaterials auf der Oberfläche so beschaffen ist, dass in dem flüssigen Einsatzmaterial Turbulenz erzeugt wird; dadurch gekennzeichnet, dass man das flüssige Einsatzmaterial entlang einer Oberfläche führt, die mindestens für einen Teil des Abwärtsflusses in die stehende Flüssigkeit mindestens eine Gefälleänderung aufweist.Accordingly, a first aspect of the present invention provides a method of gassing a liquid, the method comprising moving a gaseous feedstock to be gassed down to a surface in the presence of a gas and into a standing liquid, wherein the one side of the flowing liquid is bounded by a solid surface through one side of a column is formed, which projects into the standing liquid, and wherein the other side of the liquid is limited by an interface with a gas which occupies the rest of the column, so that the gas is sucked into the standing liquid, and wherein the movement of the feedstock on the surface is such as to create turbulence in the liquid feedstock; characterized in that the liquid feed material is passed along a surface which has at least one slope change for at least part of the downward flow into the standing liquid.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung gewährt eine Vorrichtung zum Begasen eines flüssigen Einsatzmaterials, wobei die Vorrichtung einen Behälter zur Aufnahme einer stehenden Flüssigkeit aufweist, eine in diesen Behälter hineinragende Säule, die so angeordnet ist, dass darauf das flüssige Einsatzmaterial aufgebracht werden kann, um zu bewirken, dass das Einsatzmaterial an der Säule entlang in die stehende Flüssigkeit strömt, wobei das strömende flüssige Einsatzmaterial auf der einen Seite von einer festen Oberfläche begrenzt ist, die von dieser Säule gebildet wird, und an der anderen Seite von einer Grenzfläche mit einem Gas begrenzt ist, mit dem das Einsatzmaterial begast werden soll und das den Rest der Säule einnimmt; dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine feste Oberfläche hat, die über mindestens einen Gefällegradienten verfügt, über den das flüssige Einsatzmaterial strömt.One Second aspect of the present invention provides a device for gassing a liquid Feedstock, wherein the device comprises a container for Recording a standing liquid has one in this container protruding column, which is arranged so that applied to the liquid feedstock can be used to cause the feedstock along the column into the standing liquid flows, the flowing liquid Feedstock bounded on one side by a solid surface is that from this pillar is formed, and on the other side of an interface with limited to a gas with which the feedstock is gassed should and that the rest of the pillar occupies; characterized in that the device has a fixed surface has that over at least one gradient gradient has, over the the liquid Feed flows.

Bevorzugt wird die Gefälleänderung von einer Oberfläche vermittelt, deren Profil gewölbt ist. Die Profiländerung vermittelt eine rauhe Oberfläche für die Entwicklung von Turbulenz, die das Mitziehen von Gas in die Flüssigkeit hinein unterstützt. Alternativ kann die Oberfläche über eine einzige Gefälleänderung verfügen, wie beispielsweise einen Winkel von 90°. Vorzugsweise befindet sich die Oberfläche im Wesentlichen horizontal nahe dem oder am Eintrittspunkt des flüssigen Einsatzmaterials zu der Oberfläche und vertikal nahe dem oder am Eintrittspunkt in den Behälter.Prefers becomes the gradient change from a surface mediates whose profile arched is. The profile change gives a rough surface for the Development of turbulence involving the entrainment of gas in the liquid supported in it. Alternatively, the surface can be over a only gradient change feature, such as an angle of 90 °. Preferably is the surface in Substantially horizontally near or at the point of entry of the liquid feedstock to the surface and vertically near or at the point of entry into the container.

Die Oberfläche verfügt über mindestens eine Gefälleänderung die durch die Innenseite der Säule vermittelt werden kann oder beispielsweise die Form eines Überbrückungselementes hat über die das flüssige Einsatzmaterial in die in dem Behälter stehende Säule strömt. Das flüssige Einsatzmaterial kann von einem Sammelbehälter zugeführt werden, der sich im Bezug auf den Hauptbehälter auf einem höheren Niveau befindet.The surface has at least a gradient change which mediates through the inside of the column can be or has the form of a bridging element over the the liquid Feedstock flows into the column standing in the container. The liquid Feedstock may be supplied from a sump that is related to on the main container at a higher level Level is.

Vorzugsweise hat die Säule einen rechteckigen Querschnitt. Vorzugsweise wird das flüssige Einsatzmaterial lediglich einer Seite der Säule zugeführt. Alternativ können kreisrunde Säulen und andere Typen von Zuführkanälen verwendet werden.Preferably has the pillar a rectangular cross-section. Preferably, the liquid feedstock only one side of the column fed. alternative can circular columns and other types of feed channels used become.

Vorzugsweise wird das flüssige Einsatzmaterial an der Oberseite der Säule eingeführt, wobei ein weiterer Einlass vorgesehen ist, um Gas in die Säule einzulassen. Ein bevorzugtes Gas ist Luft oder Sauerstoff, um für die Belüftung der stehenden Flüssigkeit in dem Behälter zu sorgen.Preferably becomes the liquid Feed introduced at the top of the column, with another inlet is provided to gas in the column involved. A preferred gas is air or oxygen for the ventilation of the standing liquid in the container to care.

Es gilt als selbstverständlich, dass der Behälter jeder beliebige geeignete Behälter zum Aufnehmen von Flüssigkeit unabhängig davon sein kann, wie groß oder wie klein er ist. Beispielsweise kann der Behälter in Form eines Docks oder eines Abwasserbehälters bestehen.It is taken for granted, that the container any suitable container for picking up liquid independently it can be how big or how small he is. For example, the container in the form of a dock or a wastewater tank consist.

Die Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit und der Querschnitt der Säule sind vorzugsweise so proportioniert, dass die in der Flüssigkeit eingeschlossenen Gasblasen, die von der Flüssigkeit nach unten mitgeführt werden, sich darin auflösen können. Die Menge des aufgelösten Gases hängt von diesen Faktoren ab und nimmt mit der Länge des turbulenten Strahls und mit der Höhe der Oberfläche und/oder Säule zu, über die das flüssige Einsatzmaterial geführt wird.The Flow rate of the liquid and the cross section of the column are preferably proportioned so that in the liquid trapped gas bubbles carried down by the liquid, dissolve in it can. The Amount of the resolved Gas hangs from these factors and decreases with the length of the turbulent jet and with the height the surface and / or Column to, over the the liquid Feed led becomes.

Während sich das Gas an der Säule abwärts bewegt, wird es in der Flüssigkeit gelöst, und andere darin bereits gelöste Gase können möglicherweise in die Blasen abgegeben werden. Diese Gase können direkt in den Behälter abgegeben werden oder können durch eine in einem Separator vorgesehene Öffnung ausgetragen werden. An dem Separator kann zum Austragen der Flüssigkeit aus dem Separator an einer bestimmten anderen Stelle ein durchgehendes Rohr angebracht sein.While the gas at the column moved downwards, it will be in the liquid solved, and others already solved in it Gases can possibly be delivered into the bubbles. These gases can be discharged directly into the container be or can be discharged through an opening provided in a separator. At the separator for discharging the liquid from the separator attached to a particular other point a continuous pipe be.

Das Einsatzmaterial kann aus dem Behälter abgezogen werden, worin die besagte Oberfläche so angeordnet ist, dass das begaste Einsatzmaterial zu der Oberfläche zurück befördert wird. Die Zirkulation des Einsatzmaterials kann so lange fortgesetzt werden, bis das gesamte Einsatzmaterial in dem Behälter bis zu dem erforderlichen Umfang begast worden ist. Für die Zirkulation des flüssigen Einsatzmaterials können Fördereinrichtungen vorgesehen werden, wie beispielsweise eine Pumpe.The Feedstock can be withdrawn from the container in which said surface is arranged so that the fumigated feedstock is conveyed back to the surface. The circulation of the feed can continue for so long until all the feed in the container is up to the required Scope has been fumigated. For the circulation of the liquid Feedstock can Conveyors be provided, such as a pump.

Die Breite der Säule wird von der speziellen Anwendung der Methode und der Vorrichtung abhängen. Beispielsweise sind Säulen mit Breiten zwischen 30 mm und 1.000 mm verwendet worden. Es kann jede beliebige Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit angewendet werden, wie beispielsweise 6 Liter pro Minute oder mehr als 20 Liter pro Sekunde.The Width of the column is made by the special application of the method and the device depend. For example, columns used with widths between 30 mm and 1,000 mm. It can any flow rate of liquid can be applied such as 6 liters per minute or more than 20 liters per Second.

Es gilt als selbstverständlich, dass die Säule oder das Element, die für eine Gefälleänderung sorgen, wie beispielsweise mit Hilfe einer bogenförmigen Oberfläche, durch geeignete Maßnahmen unterstützt werden kann, um dieses Profil beizubehalten, oder aus einem starren Material gefertigt sein kann, welches seine Form bewahrt.It goes without saying that the column or the element which provides for a slope change, such as by means of an arcuate surface, may be assisted by appropriate means to maintain that profile, or may be made of a rigid material which retains its shape.

Die Oberfläche und/oder Säule können in einen Behälter herabhängen, wie beispielsweise einem Tank oder einem Fermentor, oder können auf einer schwimmenden Plattform auf einer großen Wassermasse befestigt sein. Vorzugsweise wird zum Anheben der stehenden Flüssigkeit bis zum Kopf der Säule/Oberfläche oder Sammelbehälter mit einem entsprechenden Durchsatz eine Pumpe vorgesehen. Vorzugsweise ist die Vorrichtung mit Windkraft getrieben.The surface and / or column can in a container hang, such as a tank or a fermentor, or can open a floating platform to be attached to a large body of water. Preferably, to raise the standing liquid to the top of the column / surface or Clippings provided with a corresponding throughput a pump. Preferably the device is powered by wind power.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und um deutlicher darzustellen, wie sie umgesetzt werden kann, wird nun anhand lediglich eines Beispiels auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, worin sind:To the better understanding of the present invention and to more clearly illustrate how they are implemented will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings Reference is made, wherein:

1 eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung nach einer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und 1 a schematic drawing of a device according to one of the embodiments of the present invention and

2 eine schematische Zeichnung einer Vorrichtung nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 a schematic drawing of a device according to another embodiment of the present invention.

Bezug nehmend auf 1 der beigefügten Zeichnung wird eine Vorrichtung zum Begasen einer Flüssigkeit nach einer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Vorrichtung umfasst einen Sammelbehälter 2 zur vorübergehenden Aufnahme von Flüssigkeit, eine Kontaktsäule 4, die in einen Behälter 6 hineinragt. Flüssigkeit wird mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen (nicht gezeigt), wie beispielsweise einer Pumpe, dem Sammelbehälter zugeführt und auf eine ebene Oberfläche ausgebracht, die von einem Überbrückungselement 8 bereitgestellt wird, die anfangs nahezu horizontal 8a ist, die im Bezug auf das Gefälle jedoch bis zur vertikalen Stellung 8b ansteigt, um in den Kopf der Kontaktsäule aufgenommen zu werden.Referring to 1 In the accompanying drawing, a device for gassing a liquid according to one of the embodiments of the present invention is illustrated. The device comprises a collecting container 2 for temporarily receiving fluid, a contact column 4 placed in a container 6 protrudes. Liquid is supplied to the sump by suitable means (not shown), such as a pump, and discharged to a flat surface that is from a bridging element 8th which is initially almost horizontal 8a However, in relation to the slope but up to the vertical position 8b rises to be received in the head of the contact column.

Die Flüssigkeit, die die vertikale Wand der Kontaktsäule herabströmt, tritt in diejenige Flüssigkeit ein, die sich in der Säule bereits befindet, wobei Gas mitgezogen wird und sich Blasen bilden. Die Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit und der Querschnitt der Kontaktsäule sind so proportioniert, dass Gasblasen von der Flüssigkeit nach unten gezogen werden und das Gas sich in der Flüssigkeit auflösen kann. Die Gasmenge, die aufgelöst wird, hängt von diesen Faktoren ab und nimmt mit der Höhe der Kontaktsäule zu.The Liquid, which passes down the vertical wall of the contact column into the liquid one who is in the pillar is already located, with gas is pulled along and bubbles form. The flow rate of the liquid and the cross section the contact column are proportioned so that gas bubbles from the liquid pulled down and the gas can dissolve in the liquid. The amount of gas that dissolved will hang from these factors and increases with the height of the contact column.

In der vorliegenden Erfindung ist die strömende Flüssigkeit an der einen Seite von einer massiven Oberfläche begrenzt und an der anderen Seite von einer Grenzfläche mit einem Gas. Obgleich die feste Grenzfläche keine rauhe Oberfläche sein muss, sieht die vorliegende Erfindung eine rauhe Oberfläche vor, da ohne sie kein oder ein nur minimales Mitreißen erfolgt. Die rauhe Oberfläche reißt angrenzende Luft mit und bringt schließlich die anhaftende Luft (oder Gas) unterhalb der Oberfläche des stehenden Wassers.In According to the present invention, the flowing liquid is on one side from a massive surface bounded and bounded on the other side by an interface with a gas. Although the solid interface is not a rough surface must, the present invention provides a rough surface, because without them no or only minimal entrainment takes place. The rough surface rips adjacent Air with and finally bring the adhering air (or gas) below the surface of the standing water.

Die angereicherte Flüssigkeit kann zusammen mit den abgereicherten Gasblasen in eine große Flüssigkeitsmasse ausgetragen werden. Beispielsweise kann die Kontaktsäule 4 in einen Tank oder Fermentor hineinragen oder kann auf einer schwimmenden Plattform auf einer großen Wassermasse befestigt sein, wobei eine Pumpe die Flüssigkeit mit einem entsprechenden Durchsatz anhebt.The enriched liquid can be discharged together with the depleted gas bubbles in a large mass of liquid. For example, the contact column 4 may protrude into a tank or fermentor or may be mounted on a floating platform on a large body of water with a pump lifting the fluid at a suitable rate.

Alternativ können die Gasblasen nach Erfordernis durch eine Öffnung 20 in einen Separator 22 ausgetragen werden, wobei die Flüssigkeit entsprechend der Darstellung in 2 der beigefügten Zeichnungen lediglich durch Rohr 24 zum Austrag an einer bestimmten anderen Stelle geführt wird. Die Blasen setzen sich voraussichtlich aus einer Mischung von Gas zusammen, das am Kopf eingeführt wird, jedoch nicht gelöst ist, und aus Gasen, die durch chemische/physikalische Aktivitäten in der Kontaktsäule erzeugt werden.Alternatively, the gas bubbles may be required through an opening 20 in a separator 22 be discharged, wherein the liquid as shown in FIG 2 the attached drawings only by tube 24 for discharge at a certain other location. The bubbles are expected to be composed of a mixture of gas introduced at the head but not dissolved, and gases generated by chemical / physical activities in the contact column.

Die gewölbte Form der vertikalen Seite der Säule bewirkt die turbulenten Bedingungen, die sich weitgehend entlang des horizontalen Teils mit einem Minimum an Verlust potentieller Energie entwickeln, so dass die Erfindung energiesparender ist. Vorzugsweise hat die Kontaktsäule einen rechteckigen Querschnitt mit einer lediglich auf der einen Seite herabströmenden Flüssigkeit, obgleich auch ein Herabströmen an anderen Flächen möglich ist. Es gilt als selbstverständlich, dass eine kreisrunde oder ringförmige Säule verwendet werden könnte, dieses jedoch auf Kosten eines gewissen Verlustes an Wirkungsgrad.The domed Shape of the vertical side of the column causes the turbulent conditions that are largely along of the horizontal part with a minimum of loss of potential Develop energy so that the invention is more energy efficient. Preferably, the contact column a rectangular cross-section with one only on one Side down Liquid, although also a downflow on other surfaces possible is. It goes without saying that a circular or annular Column used could be this, however, at the expense of a certain loss of efficiency.

In einem der Beispiele wurden unter Verwendung von Leitungswasser und Luft Belüftersäulen mit Hohlraumanteilen zwischen 25 und 35% und Durchsätzen an Luft und Wasser zwischen Null und 33% bei Atmosphärendruck betrieben. Es wurden Durchsatzraten zwischen 30 und 90% des Sauerstoffgehaltes der Luft, die eingedüst wurde, mit Wirkungsgraden bis zu 5 kg pro 1 kWh Flüssigkeitseinsatzmenge in Abhängigkeit des Sauerstoffdefizites des umgebenden Wassers gemessen. Es wurden Säulenbreiten von 30 mm bis 1.000 mm mit Durchflussraten im Bereich von 6 Liter pro Minute bis zu mehr als 20 Liter pro Sekunde gemessen.In one of the examples were using tap water and Air aerator columns with void proportions between 25 and 35% and throughputs in air and water between zero and 33% at atmospheric pressure operated. There were throughput rates between 30 and 90% of the oxygen content the air that is injected with efficiencies up to 5 kg per 1 kWh liquid input in dependence measured the oxygen deficiency of the surrounding water. There were column widths from 30 mm to 1,000 mm with flow rates in the range of 6 liters Measured per minute up to more than 20 liters per second.

Claims (23)

Verfahren zum Begasen einer Flüssigkeit, wobei das Verfahren aufweist: Herunterlaufenlassen von zu begasendem flüssigem Einsatzmaterial an einer Oberfläche (8) in Gegenwart eines Gases und in eine stehende Flüssigkeit (6), wobei eine Seite der fließenden Flüssigkeit durch eine feste Oberfläche begrenzt wird, die durch eine Seite einer in die stehende Flüssigkeit hineinragenden Säule gebildet wird, und die andere Seite der Flüssigkeit durch eine Grenzfläche mit einem Gas begrenzt wird, das den Rest der Säule einnimmt, so daß das Gas in die stehende Flüssigkeit gesaugt wird, wobei die Bewegung des Einsatzmaterials auf der Oberfläche der Säule so beschaffen ist, daß sie Turbulenz in dem flüssigen Einsatzmaterial erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß man das flüssige Einsatzmaterial entlang einer Oberfläche fließen läßt, die zumindest für einen Teil seines Abwärtsflusses in die stehende Flüssigkeit mindestens eine Gefälleänderung (8a, 8b) aufweist.A method of gassing a liquid, the method comprising: allowing run-off of liquid feed to be gassed on a surface ( 8th ) in the presence of a gas and in a standing liquid ( 6 ), wherein one side of the flowing liquid is bounded by a solid surface formed by one side of a column projecting into the standing liquid, and the other side of the liquid is confined by an interface with a gas occupying the remainder of the column so that the gas is drawn into the standing liquid, the movement of the feed on the surface of the column being such as to create turbulence in the liquid feed, characterized in that the liquid feed is allowed to flow along a surface which at least for a part of its downward flow into the standing liquid at least one slope change ( 8a . 8b ) having. Verfahren nach Anspruch 1, wobei man das flüssige Einsatzmaterial über eine im wesentlichen horizontale Oberfläche (8a) und eine im wesentlichen vertikale Oberfläche (8b) fließen läßt, bevor es in die stehende Flüssigkeit eintritt.Process according to claim 1, wherein the liquid feedstock is deposited over a substantially horizontal surface ( 8a ) and a substantially vertical surface ( 8b ) flows before it enters the standing liquid. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Einsatzmaterial aus einem Behälter entnommen wird, in dem die Oberfläche so angeordnet ist, daß das begaste Einsatzmaterial von der Oberfläche in den Behälter zurückfließt.A method according to claim 1 or claim 2, wherein the feedstock is removed from a container in which the surface is arranged so that the fumigated feedstock from the surface flows back into the container. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei man das Einsatzmaterial über eine Seite der Säule fließen läßt, die mindestens eine Gefälleänderung aufweist.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the Feedstock over one side of the column flow lets that at least one gradient change having. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei man das Einsatzmaterial über ein Überbrückungselement (8) fließen läßt, das mindestens eine Gefälleänderung aufweist.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the feedstock via a bridging element ( 8th ), which has at least one slope change. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei man das Gas direkt in den Behälter ausströmen läßt, der die stehende Flüssigkeit enthält.Method according to one of the preceding claims, wherein one lets the gas flow directly into the container, the the standing liquid contains. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner die Förderung von Flüssigkeit aus dem Behälter zu der Oberfläche aufweist.Method according to one of the preceding claims, which furthermore the promotion from liquid the container to the surface having. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Fördereinrichtung eine Pumpe ist.The method of claim 7, wherein the conveyor a pump is. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gas Luft oder Sauerstoff zum Belüften der stehenden Flüssigkeit ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the gas is air or oxygen for aerating the standing liquid is. Vorrichtung zum Begasen eines flüssigen Einsatzmaterials, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Behälter zur Aufnahme von stehender Flüssigkeit (6), eine Säule (8), die in den Behälter hineinragt und so angeordnet ist, daß flüssiges Einsatzmaterial darauf aufgebracht werden kann, um zu bewirken, daß das Einsatzmaterial entlang der Säule in die stehende Flüssigkeit fließt, wobei die fließende Flüssigkeit auf einer Seite durch eine durch die Säule bereitgestellte feste Oberfläche und auf der anderen Seite durch eine Grenzfläche mit einem Gas begrenzt wird, mit dem das Einsatzmaterial begast werden soll und das den Rest der Säule einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine feste Oberfläche mit mindestens einer Gefälleänderung aufweist, über die das flüssige Einsatzmaterial fließt.Apparatus for fumigating a liquid feed, the apparatus comprising: a container for holding stagnant liquid ( 6 ), a column ( 8th ) which projects into the container and is arranged so that liquid feedstock can be applied thereto to cause the feedstock to flow along the column into the standing liquid, the flowing liquid being solidified on one side by a solid column provided by the column Surface and on the other side is limited by an interface with a gas to be gassed to the feed and occupies the rest of the column, characterized in that the device has a solid surface with at least one slope change over which the liquid feedstock flows. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Gefälleänderung durch eine Oberfläche mit bogenförmigem Profil bereitgestellt wird.Apparatus according to claim 10, wherein the gradient change through a surface with arched Profile is provided. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die feste Oberfläche nahe dem oder am Eintrittspunkt des flüssigen Einsatzmaterials zu der Oberfläche im wesentlichen horizontal ist und nahe dem oder am Eintrittspunkt in den Behälter im wesentlichen vertikal wird.The device of claim 10, wherein the solid surface is near to or at the point of entry of the liquid feedstock the surface is substantially horizontal and close to or at the entry point in the container becomes substantially vertical. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Oberfläche mit mindestens einer Gefälleänderung durch eine Seite der Säule bereitgestellt wird.Device according to one of claims 10 to 12, wherein the surface with at least one gradient change through one side of the column provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Säule rechteckig ist.Apparatus according to any one of claims 10 to 13, wherein the column is rectangular is. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das flüssige Einsatzmaterial einer Fläche der Säule zugeführt wird.The device of claim 14, wherein the liquid feed a surface the column supplied becomes. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei die Oberfläche mit mindestens einer Gefälleänderung durch ein Überbrückungselement bereitgestellt wird.Apparatus according to claim 10, 11 or 12, wherein the surface with at least one gradient change by a bridging element provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei ein Sammelbehälter (2) zur Aufnahme des flüssigen Einsatzmaterials vor dem Aufbringen des Einsatzmaterials auf die Oberfläche vorgesehen ist.Device according to one of claims 10 to 16, wherein a collecting container ( 2 ) is provided for receiving the liquid feedstock prior to application of the feedstock to the surface. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei der Behälter ein Dock ist.Device according to one of claims 10 to 17, wherein the container a Dock is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei der Behälter ein Abwassertank oder Fermenter ist.Device according to one of claims 10 to 17, wherein the container a Waste water tank or fermenter is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, die ferner eine Schwimmplattform aufweist, von der die Säule und die Oberfläche mit einer Gefälleänderung in die stehende Flüssigkeit herabhängen.Apparatus according to any one of claims 10 to 19, further comprising a floating platform from which the column and the surface are inclined hang down in the standing liquid. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, wobei in einem in dem Behälter vorgesehenen Separator (22) eine Öffnung (20) zum Austritt von Blasen angebracht ist, die sich in dem flüssigen Einsatzmaterial angesammelt haben.Device according to one of claims 10 to 20, wherein in a separator provided in the container ( 22 ) an opening ( 20 ) is attached to the exit of bubbles that have accumulated in the liquid feedstock. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, die ferner eine Fördereinrichtung für die Zufuhr von Flüssigkeit aus dem Behälter auf die Oberfläche aufweist.Apparatus according to any of claims 10 to 21, further comprising Conveyor for the Supply of liquid from the container has on the surface. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Fördereinrichtung eine Pumpe ist.Apparatus according to claim 22, wherein the conveyor a pump is.
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